Voor het besluit voor de aanschaf en de inzet van blusadditieven in de bestrijding van
natuurbranden is op basis van de bevindingen uit deze rapportage een stappenplan opgesteld. Dit stappenplan is geen kant-en-klaar kookboek voor het selecteren en gebruiken van deze middelen. Maar het levert wel belangrijke selectiecriteria, overwegingen en valkuilen in de fase van aanschaf en gebruik van deze middelen en geeft tevens aanbevelingen voor het beperken van risico’s op milieuschade in de veldsituatie. De selectiecriteria zijn gebaseerd op “harde feiten” en van de resultaten van dit interdisciplinaire onderzoek, maar kennen deels ook hun oorsprong in de onzekerheden waar de auteurs tijdens het uitvoeren van dit onderzoek tegenaan zijn gelopen. In deze gevallen wordt aanbevolen om het voorzorgsprincipe in acht te nemen. Onduidelijkheid over de aard en/of mate van toxiciteit van een product wordt daarom eveneens als een negatief wegende factor meegenomen.
Toetsingscriteria:
1. De keuze voor de aanschaf van een product allereerst nemen op basis van de werking van het additief. Is het een gel-vormend middel, schuimvormend middel, of brandvertragend ammoniumfosfaat (AP) gebaseerd middel? De inzet van AP-gebaseerde middelen in Natura 2000 gebieden wordt sterk afgeraden, door de hoge milieuschade die deze stoffen kunnen veroorzaken. Gel-vormende middelen hebben een lagere impact, maar hebben invloed op microbiële processen in de bodem, met mogelijk negatieve gevolgen voor het functioneren van ecosystemen op de langere termijn. Schuimvormende middelen veroorzaken in de regel de laagste mate van milieuschade, maar zijn wel het meest giftig voor aquatische organismen.
2. Een blusadditief bestaat uit verschillende ingrediënten. In de MSDS (Materials Safety Data Sheet) worden vaak gegevens gepresenteerd over de toxiciteit van het gehele product. De exacte samenstelling wordt in de regel niet vermeld in de MSDS. Voor een gedetailleerde risicobeoordeling is kennis over de exacte samenstelling (ingrediënten en mengverhouding) vereist. Producten waarvoor de fabrikanten een volledige lijst hebben geleverd van de ingrediënten en mengverhoudingen kunnen het best beoordeeld worden. Voor een keuze op basis van een risicomodellering van deze producten moet de volledigheid van de gegevens geleverd door de fabrikant daarom eveneens zwaar meewegen als selectiecriterium.
3. Het enkel in acht nemen van de “standaard” toxiciteitgegevens is onvoldoende om tot een afgewogen keuze te komen voor de aanschaf en/of inzet van blusadditieven. Aanvullende studies (modelberekeningen en/of toxiciteitstesten) zijn vereist.
4. Het product met de laagste gemeten toxiciteit (hoogste EC50 waarden) en/of laagste gemodelleerde risico (PEC/PNEC) verdient de voorkeur boven andere producten in de selectiefase. Overwegingen voor de aanschaf van een ander product met een hogere toxiciteit moet worden verantwoord door een afweging te maken tussen effectiviteit en de toxiciteit van het middel.
5. Veldstudies naar de effecten van schuimvormende middelen op de bodemfauna zijn tot op heden niet uitgevoerd. Voor een definitief besluit over de aanschaf en het gebruik van middelen is het raadzaam om door middel van een gerandomiseerd gecontroleerd experiment de invloed van deze middelen in een veldsituatie experimenteel te onderzoeken.
6. De resultaten verkregen uit veldstudies worden het beste in combinatie met gecontroleerde standaard toxiciteitsstudies in het laboratorium en risicomodelleringen uitgevoerd. Door
deze gecombineerde aanpak is het mogelijk om breder geldende uitspraken te doen over de aard en persistentie van eventueel verwachte negatieve effecten van het toedienen van deze middelen.
Voor de inzet van blusadditieven wordt aanbevolen om deze in ieder geval strikt te beperken tot droge systemen. De inzet van deze middelen in de directe nabijheid van oppervlaktewateren leidt tot een verhoogd risico op nadelige effecten in het oppervlaktewater, bijvoorbeeld door onbedoelde directe inbreng van blusmiddel in het oppervlaktewater, of door overmatige oppervlakkige instroom van het middel in het oppervlaktewater.
De inzet van blusadditieven lijkt ook voor het terrestrische milieu niet geheel zonder risico te zijn. Aanbevolen wordt daarom om deze middelen alleen in te zetten als:
1. Andere opties voor brandbestrijding, zoals aanleggen van stoplijnen door maaien en nat houden, inzet van tegenvuur, etc. niet mogelijk of wenselijk zijn
2. Er een groot risico bestaat voor het ontstaan van een oncontroleerbare natuurbrand zonder de inzet van blus additieven;
3. De beoogde toedieningslocatie ver verwijderd is van oppervlaktewater.
4. Er met zekerheid geen negatieve effecten op het functioneren van het ecosysteem ontstaan (met andere woorden: het gebruikte middel heeft aantoonbaar geen negatieve effecten op biota).
5. De inzet van additieven alleen lokaal, en op kleine oppervlakken toegepast kan worden. Het creëren van zgn. “stoplijnen” door het gebruik van blusschuim kunnen vaak zeer lokaal worden geïmplementeerd, waardoor het areaal aan behandeld gebied tot een minimum beperkt kan worden.
10 Referenties
Adams R, Simmons D Ecological Effects of Fire Fighting Foams and Retardants. In: Australian Bushfire Conference, Albury, 1999.
Angeler DG, Martin S, Moreno JM (2005) Daphnia emergence: a sensitive indicator of fire-retardant stress in temporary wetlands Environment International 31:615-620
doi:10.1016/j.envint.2004.10.015
Angeler DG, Moreno JM (2006) Impact-recovery patterns of water quality in temporary wetlands after fire retardant pollution Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 63:1617- 1626 doi:10.1139/f06-062
Angeler DG, Rodriguez M, Martin S, Moreno JM (2004) Assessment of application-rate dependent effects of a long-term fire retardant chemical (Fire Trol 934 (R)) on Typha domingensis germination Environment International 30:375-381 doi:10.1016/j.envint.2003.09.003 Angeler DG, Sanchez B, Garcia G, Moreno JM (2006) Community ecotoxicology: Invertebrate
emergence from Fire Trol 934 contaminated vernal pool and salt marsh sediments under contrasting photoperiod and temperature regimes Aquatic Toxicology 78:167-175 doi:10.1016/j.aquatox.2006.02.030
Barreiro A, Martin A, Carballas T, Diaz-Ravina M (2010) Response of soil microbial communities to fire and fire-fighting chemicals Science of the Total Environment 408:6172-6178
doi:10.1016/j.scitotenv.2010.09.011
Basanta MR, Diaz-Ravina M, Gonzalez-Prieto SJ, Carballas T (2002) Biochemical properties of forest soils as affected by a fire retardant Biol Fertil Soils 36:377-383 doi:10.1007/s00374-002- 0533-x
Bell T, Tolhurst K, Wouters M (2005) Effects of the fire retardant Phos-Chek on vegetation in eastern Australian heathlands International Journal of Wildland Fire 14:199-211 doi:http://dx.doi.org/10.1071/WF04024
Bobbink R, Weijters M, Nijssen M, Vogels J, Haveman R, Kuiters L (2009) Branden als EGM maatregel. DK-LNV, Ede
Boulton AJ, Moss GL, Smithyman D (2003) Short-term effects of aerially-applied fire-suppressant foams on water chemistry and macroinvertebrates in streams after natural wild-fire on Kangaroo Island, South Australia Hydrobiologia 498:177-189
doi:10.1023/a:1026213301871
Buhl KJ, Hamilton SJ (1998) Acute toxicity of fire-retardant and foam-suppressant chemicals to early life stages of chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) Environmental Toxicology and Chemistry 17:1589-1599 doi:10.1897/1551-5028(1998)017<1589:atofra>2.3.co;2 Buhl KJ, Hamilton SJ (2000) Acute toxicity of fire-control chemicals, nitrogenous chemicals, and
surfactants to rainbow trout Transactions of the American Fisheries Society 129:408-418 doi:10.1577/1548-8659(2000)129<0408:atofcc>2.0.co;2
Calfee RD, Little EE (2003) The effects of ultraviolet-13 radiation on the toxicity of fire-fighting chemicals Environmental Toxicology and Chemistry 22:1525-1531 doi:10.1897/1551- 5028(2003)22<1525:teouro>2.0.co;2
Chandler CC (1983) Fire in forestry - Forest fire behaviour and effects. vol 1-2. Wiley, New York Couto-Vázquez A, García-Marco S, González-Prieto SJ (2011) Long-term effects of fire and three
firefighting chemicals on a soil–plant system International Journal of Wildland Fire 20:856- 865 doi:http://dx.doi.org/10.1071/WF10084
Couto-Vazquez A, Gonzalez-Prieto SJ (2006) Short- and medium-term effects of three fire fighting chemicals on the properties of a burnt soil Science of the Total Environment 371:353-361 doi:10.1016/j.scitotenv.2006.08.016
Crommentuijn T, Doornekamp A, Van Gestel CAM (1997) Bioavailability and ecological effects of cadmium on Folsomia candida (Willem) in an artificial soil substrate as influenced by pH and organic matter Applied Soil Ecology 5:261-271 doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0929- 1393(97)00003-6
Degussa (2005a) Firesorb ® MO Product liability and environmental compatibility. Degussa Stockhausen GmbH, Krefeld
Degussa (2005b) Technische Informatie Richtlijnen voor het gebruik van FIRESORB® Toelatingsnummer: PL - 1/98. Krefeld
Di Toro DM, Dodge LJ, Hand VC (1990) A model for anionic surfactant sorption Environmental Science & Technology 24:1013-1020 doi:10.1021/es00077a010
Eau et Feu (2013) M51 - safety data sheet. Eau et Feu, Reims
ECHA (2012a) Characterisation of dose (concentration) - response for environment. In: Guidance on information requirements and chemical safety assessment. Helsinki, Finnland,
ECHA (2012b) Environmental Exposure Estimation. In: Guidance on information requirements and chemical safety assessment. Helsinki, Finnland,
First Value Holdings Ltd. (2008) FireAde 2000 - Fire fighting agent - Safety Data Sheet. Flannigan MD, Krawchuk MA, de Groot WJ, Wotton BM, Gowman LM (2009) Implications of
changing climate for global wildland fire International Journal of Wildland Fire 18:483-507 doi:http://dx.doi.org/10.1071/WF08187
Fox DR (2009) Is the ecx a legitimate surrogate for a noec? Integrated Environmental Assessment and Management 5:351-353 doi:10.1897/1551-3793-5.3.351
Gaikowski MP, Hamilton SJ, Buhl KJ, McDonald SF, Summers CH (1996a) Acute Toxicity of Firefighting Chemical Formulations to Four Life Stages of Fathead Minnow Ecotoxicology and Environmental Safety 34:252-263 doi:http://dx.doi.org/10.1006/eesa.1996.0070 Gaikowski MP, Hamilton SJ, Buhl KJ, McDonald SF, Summers CH (1996b) Acute toxicity of three
fire-retardant and two fire-suppressant foam formulations to the early life stages of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) Environmental Toxicology and Chemistry 15:1365- 1374 doi:10.1897/1551-5028(1996)015<1365:atotfr>2.3.co;2
Garcia-Marco S, Gonzalez-Prieto S (2008) Short- and medium-term effects of fire and fire-fighting chemicals on soil micronutrient availability Science of the Total Environment 407:297-303 doi:10.1016/j.scitotenv.2008.08.021
Gimaex-Schmitz Fire and Rescue GmbH (2007) One seven Class A foam concentrate - Safety Data Sheet.
Giménez A, Pastor E, Zárate L, Planas E, Arnaldos J (2004) Long-term forest fire retardants: a review of quality, effectiveness, application and environmental considerations International Journal of Wildland Fire 13:1-15 doi:http://dx.doi.org/10.1071/WF03001
Gimingham CH (1972) Ecology of Heathlands. Chapman and Hall, London
Goodwin S, Zeikus JG (1987) Ecophysiological adaptations of anaerobic bacteria to low pH: analysis of anaerobic digestion in acidic bog sediments Applied and Environmental Microbiology 53:57-64
Haanstra L, Doelman P, Voshaar JHO (1985) The use of sigmoidal dose response curves in soil ecotoxicological research Plant and Soil 84:293-297 doi:10.1007/BF02143194
Hamilton MA, Russo RC, Thurston RV (1977) Trimmed Spearman-Karber method for estimating median lethal concentrations in toxicity bioassays Environmental Science & Technology 11:714-719 doi:10.1021/es60130a004
Hollander H, van Eijkeren J, van de Meent D (2004) SimpleBox 3.0: multimedia mass balance model for evaluating the fate of chemicals in the environment.
Huibers PDT, Lobanov VS, Katritzky AR, Shah DO, Karelson M (1996) Prediction of Critical Micelle Concentration Using a Quantitative Structure−Property Relationship Approach. 1. Nonionic Surfactants Langmuir 12:1462-1470 doi:10.1021/la950581j
Institut Pasteur de Lille (1994) Bulletin d'analyse M51. Rheims
ISO (1999) Soil Quality Inhibition of Reproduction of Collembola (Folsomia candida) by Soil Pollutants vol ISO11267. International Standardization Organization, Geneva
Jia Y, Bakken LR, Breedveld GD, Aagaard P, Frostegård Å (2006) Organic compounds that reach subsoil may threaten groundwater quality; effect of benzotriazole on degradation kinetics and microbial community composition Soil Biology and Biochemistry 38:2543-2556 doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.soilbio.2006.03.010
Kiewiet AT, de Beer KGM, Parsons JR, Govers HAJ (1996) Sorption of linear alcohol ethoxylates on suspended sediment Chemosphere 32:675-680 doi:http://dx.doi.org/10.1016/0045- 6535(95)00346-0
Kinako P, Gimingham C (1980) Heather burning and soil erosion on upland heaths in Scotland. Journal of Environmental Management 10:277-284
Király Z, Dekány I (2001) A Thermometric Titration Study on the Micelle Formation of Sodium Decyl Sulfate in Water Journal of Colloid and Interface Science 242:214-219
doi:http://dx.doi.org/10.1006/jcis.2001.7777
Larson DL, Newton WE, Anderson PJ, Stein SJ (1999) Effects of fire retardant chemical and fire suppressant foam on shrub steppe vegetation in northern Nevada International Journal of Wildland Fire 9:115-127 doi:http://dx.doi.org/10.1071/WF00013
Laskowski R (1995) Some good reasons to ban the use of NOEC, LOEC and related concepts in ecotoxicology Oikos 73:140-144
McDonald SF, Hamilton SJ, Buhl KJ, Heisinger JF (1996) Acute toxicity of fire control chemicals to Daphnia magna (Straus) and Selenastrum capricornutum (Printz) Ecotoxicology and Environmental Safety 33:62-72 doi:10.1006/eesa.1996.0007
McDonald SF, Hamilton SJ, Buhl KJ, Heisinger JF (1997) Acute toxicity of fire-retardant and foam- suppressant chemicals to Hyalella azteca (Saussure) Environmental Toxicology and Chemistry 16:1370-1376 doi:10.1897/1551-5028(1997)016<1370:atofra>2.3.co;2 OECD (2009) OECD Guidelines for testing chemicals No. 232: Collembolan Reproduction Test in
Soil. Organization for Economic Co-operation and Development, Paris
One Seven of Germany GmbH (2013) One seven Class A foam concentrate - Safety Data Sheet. Paschka MG, Ghosh RS, Dzombak DA (1999) Potential water-quality effects from iron cyanide
anticaking agents in road salt Water Environment Research 71:1235-1239 doi:10.2175/106143096x122410
Princz JI, Behan-Pelletier VM, Scroggins RP, Siciliano SD (2010) Oribatid mites in soil toxicity testing—the use of Oppia nitens (C.L. Koch) as a new test species Environmental Toxicology and Chemistry 29:971-979 doi:10.1002/etc.98
Princz JI, Moody M, Fraser C, Van der Vliet L, Lemieux H, Scroggins R, Siciliano SD (2012) Evaluation of a new battery of toxicity tests for boreal forest soils: Assessment of the impact of hydrocarbons and salts Environmental Toxicology and Chemistry 31:766-777 doi:10.1002/etc.1744
R Core Team (2014) R: A language and environment for statistical computing, 3.1.1 edn. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria
Rosenbaum R et al. (2008) USEtox—the UNEP-SETAC toxicity model: recommended
characterisation factors for human toxicity and freshwater ecotoxicity in life cycle impact assessment Int J Life Cycle Assess 13:532-546 doi:10.1007/s11367-008-0038-4 Scheffer F, Schachtschabel HCP (1998) Lehrbuch der Bodenkunde. Ferdinand Enke Verlag,
Stuttgart
Schwarzenbach RP, Egli T, Hofstetter TB, von Gunten U, Wehrli B (2010) Global Water Pollution and Human Health Annual Review of Environment and Resources 35:109-136
doi:doi:10.1146/annurev-environ-100809-125342
Staples CA, Boatman RJ, Cano ML (1998) Ethylene glycol ethers: An environmental risk assessment Chemosphere 36:1585-1613 doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0045- 6535(97)10056-X
Sutherland GJ, Haselbach J, Aust S (1997) Biodegradation of crosslinked acrylic polymers by a white-rot fungus Environ Sci & Pollut Res 4:16-20 doi:10.1007/BF02986258
Thurman M (1985) Organic geochemistry of natural waters. M. Nijhoff, Dordrecht
Urano K, Saito M, Murata C (1984) Adsorption of surfactants on sediments Chemosphere 13:293- 300 doi:http://dx.doi.org/10.1016/0045-6535(84)90136-X
US-EPA (2012) ECOSAR, 1.11 edn.,
US-EPA (2013) Estimation Programs Interface Suite™ for Microsoft® Windows, 4.1 edn., Van Brummelen TC, Van Gestel CAM, Verweij RA (1996) Long-term toxicity of five polycyclic
aromatic hydrocarbons for the terrestrial isopods Oniscus Asellus and Porcellio Scaber Environmental Toxicology and Chemistry 15:1199-1210 doi:10.1002/etc.5620150728 van de Meent D (1993) SimpleBox, a generic multimedia fate evaluation model.
Venables WN, Ripley BD (2002) Modern Applied Statistics with S. 4th edn. Springer, New York Vogels J, Van den Burg A, Remke E, Siepel H (2011) Effectgerichte maatregelen voor het herstel en
beheer van faunagemeenschappen van heideterreinen - Evaluatie en ontwerp van bestaande en nieuwe herstelmaatregelen (2006-2010). DKI-EL&I, Den Haag
Vogels JJ, Frazao J (2013) De zomerbrand op de Strabrechtse Heide 2010-2013 - Monitoring van de korte en middellange termijn effecten op bodemchemie, vegetatie en fauna. Stichting Bargerveen, Nijmegen
Vyas NB, Spann JW, Hill EF (2009) Acute oral toxicities of wildland fire control chemicals to birds Ecotoxicology and Environmental Safety 72:862-865
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2008.09.001
Wells JB, Little EE, Calfee RD (2004) Behavioral response of young rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) to forest fire-retardant chemicals in the laboratory Environmental Toxicology and Chemistry 23:621-625 doi:10.1897/02-635
Yatcilla MT, Herrington KL, Brasher LL, Kaler EW, Chiruvolu S, Zasadzinski JA (1996) Phase Behavior of Aqueous Mixtures of Cetyltrimethylammonium Bromide (CTAB) and Sodium Octyl Sulfate (SOS) The Journal of Physical Chemistry 100:5874-5879
doi:10.1021/jp952425r
Ying G-G (2006) Fate, behavior and effects of surfactants and their degradation products in the environment Environment International 32:417-431
Bijlage 1: Toxicity data used in model study
Table S1: Aquatic toxicity of the formulated product and the individual substances, and the derived PNECs of Firesorb.
Substance Endpointa
[mg/L]
References or assessment factors (AF) applied for PNEC derivation
Formulated product: Firesorb
Danio rerio 96h LC0 50 Material safety data sheet 96h LC50 >100 Material safety data sheet Daphnia magna 48h EC0 16 Material safety data sheet
48h EC50 48 Material safety data sheet
Algae 72h NOEC 17 Material safety data sheet
72h EC50 34 Material safety data sheet Garden cress (plant) NOEC 10 Material safety data sheet
PNECAQUA 1.7 Using AF=10 (ECHA Table R.10-4)
Sodium acrylate/acrylamid copolymer
No data available
Other fatty acids, unknown identity
No data available
Heavy hydrotreated Naphtha
Fish 96h LC50 *0,349 Ecowin prediction for neutral organics Fish (SW) 96h LC50 *0,447 Ecowin prediction for neutral organics Fish ChV 0,046 Ecowin prediction for neutral organics Fish (SW) ChV *0,262 Ecowin prediction for neutral organics Daphnid 48h LC50 *0,256 Ecowin prediction for neutral organics Daphnid ChV 0,051 Ecowin prediction for neutral organics Mysid Shrimp (SW) 96h LC50 0,051 Ecowin prediction for neutral organics Mysid Shrimp (SW) ChV 0,002 Ecowin prediction for neutral organics Green Algae 96h EC50 *0,547 Ecowin prediction for neutral organics Green Algae ChV *0,253 Ecowin prediction for neutral organics
Isotridecyl polyglycol ether
Daphnid 48h LC50 *39,99 Ecowin prediction for non-ionic surfactants--> 5 Ethoxylates and C13
Fish 96h LC50 *39,99 Ecowin prediction for non-ionic surfactants--> 5 Ethoxylates and C13
PNECAQUA 0.04 Using AF=1000 (ECHA Table R.104)
PNECAQUA 0.074 ECHA registered substances list
a